COMUNICAÇÕES OPTICAS

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*
 Comunicações Ópticas == 
 == Presente e Futuro 
 Tecnologia, Sistemas & Redes
mês/2003
Felipe Rudge Barbosa
Fundação CPqD 
Campinas SP 
BRASIL 
*
Optical Communications – Introdução Geral 
 Introdução Geral
tecnologias ópticas & evolução histórica; 
- conceitos & aplicações ;
- aspectos econômicos 
 Bases Tecnológicas 
componentes ativos e passivos; 
amplificadores e roteadores 
 Redes Óticas de Transporte e Acesso 
redes WDM (tronco e metro)
redes óticas acesso
redes fotônicas 
*
Introdução Geral -- conceitos básicos 
Laser Semicondutor
Led 
Amplificador Ótico
Sistemas e WDM 
Fotodetor PIN
Fotodetetor APD 
Fibra Monomodo
Fibra Multimodo
Sistema
Receptor
Detetor
Fibra
Sistema
Transmissor
Laser
Amplif. 
ótico 
ida
volta
*
 Introdução Geral 
1960 - Invenção Laser 
1962 - Laser Semicondutor (77 K)
1970 - Laser Semicondutor Tamb (300 K)
1970 - Fibra Óptica (20 dB/km)
1973-75 - Laser, Fibras Óticas, Sistemas (no Brasil)
1980-82 - Laser 1300/1550 e Fibra Monomodo 
1990-92 - Amplificador Ótico 
1992-94 - Sistemas WDM Longa Distancia 
1998- Sistemas WDM Metropolitanos 
2000-2004 - Redes Óticas WDM e Redes Fotônicas 
Histórico Tecnologias Ópticas 
*
Optical Communications – Introdução Geral 
 Curtos comprimentos 
de onda
 Fibra multimodo
 Longos comprimentos
 de onda
 Fibra monomodo
 Optoeletrônica de
 alta velocidade
 Amplificação óptica
 Redes WDM
 Redes Ópticas de Acesso
 Processamento óptico
de sinais
 Redes Fotônicas
 
Anos 70 
Anos 90
 2000-04
Redução de Custos de Transmissão e 
Aumento Capacidade
Alcance e Flexibilização 
das Redes de Telecomunicação
Redes Ópticas Faixa-Larga
Transparentes aos Serviços
Evolução
Sistemas Ópticos 
Anos 80 
*
Optical Communications – Histórico 
 cada fibra
muitos lambdas 
(todos amplificados)
 muitas fibras
metal
metal
Rede Acesso
Multiserviço
 muitas fibras
telefonia
telefonia
Rede Acesso
Multiserviço
regeneradores
1R = potencia 
2R = + atraso
3R = + forma
Evolução Sistemas Ópticos 
Anos 80 
Anos 90 
*
 Sistemas Ópticos 
Evolução Capacidade 
		SDH 
		SONET 
		Taxa 
		Canais Voz (*) 
		Sigla 
		Sigla 
		(Mb/s)
		
		“STM 0” 
		 OC-1 
		51,84 
		 1440 
		STM-1 
		 OC-3 
		155,52 
		 1890 
		-- 
		 OC-9 
		466,56 
		
		STM-4 
		 OC-12 
		622,08 
		 7560 
		 STM-16 
		 OC-48 
		2488,32 
(2,5 Gb/s) 
		 30240 
		 STM-64 
		 OC-192 
		9953,28 
(10 Gb/s) 
		120960 
 (*) equivalencia ilustrativa apenas. 
		PDH 
		Taxa 
		Canais de Voz (*)
		Sigla 
		 (Mb/s)
		
		E-0 
		 0,064 
		 1 
		E-1 
		 2,048 
		 30 
		E-2 
		 8,448 
		 120 
		E-3 
		 34,368 
		 480 
		E-4 
		139,264 
		1920 
 (*) equivalencia exata. 
		Ethernet 
		Taxa 
		Sigla 
		 (Mb/s)
		10 base T 
		 10 
		Fast Eth 
		 100 
		GbE 
		1000 
		10 GE
		10 Gb/s
 
*
Natureza & Extensão
Redes Ópticas 
*
Optical Communications – Redes 
Redes Ópticas WDM 
Fibras Ópticas
(everywhere)
Central B
(comutação e
 roteamento)
Rede Acesso A
Rede Acesso B
Rede Acesso C
Rede Tronco
(Anéis SDH)
Central A
(comutação e
 roteamento)
Central N
Rede Acesso N
*
WDM
 -routing 
OxC
OxC
OxC
packet 
switching
packet 
switching
packet 
switching
packet 
switching
lg
lk 
lj 
OxC
Interconnections of 
future Optical Networks…
Backbone
Metro-Access
Metro-Access
Metro-Access
Metro-Access
Optical Communications – Redes 
*
SDH 
 Serviçs: voz, [dados, Internet, imagem], vídeo 
 WDM Optical Network
HFC
PDH 
ATM 
IP 
Ethernet 
The present 
Transport Evolution Panorama 
Services: voice, [data, Internet], digi-video 
Transport
Protocol 
 Optical Packets
The smart future...
 WDM Optical Network 
Redes Ópticas -- Evolução 
*
Camadas & Chamadas... 
Serviços
Transporte e Acesso
 Planta Física 
Possibilidades
Demandas
Rede Óptica 
Redes Ópticas -- Conceitos 
*
Transmissão em Optical Fibers 
0.1
0.1
0.2
0.2
0.3
0.3
0.4
0.4
0.5
0.5
0.6
0.6
Atenuação
 (
dB
/km)
 AFDE
120 nm  15 THz
Espaçamento dos canais ópticos
50-100-200 GHz
30 + 40 nm
Rayleigh
IR
OH - 
80 nm  
 13 THz
1600
1700
1400
1300
1200
1500
1100
Comprimento de Onda (nm)
Transmission media -- 
*
Transmission media -- evolução 
100
10
1
0.1	 1	 10	 100	 1	 10
		 MHz		GHz
Absorption
and 
Attenuation 
Bandwidth
(dB/km)
Twisted 
pair
Transmission 
Frequency
(Hz)
Coax
MM Fiber
SM Fiber
=> diferentes meios podem coexistir 
*
- - Sistemas Ópticos 
Multichannel
(WDM)
Singlechannel
(EDM)
OPTICAL
FIBER
SYSTEMS
Terabit Capacity
Gigabit Capacity
Evolução Capacidade 
 primeiras linhas telefone 
multiplex 12 linhas telefone em par cobre
primeiros sistemas coaxiais
“killer technology”
sistemas avançados
 coaxiais e satelite
=> Optical Communication systems represent a revolution in 
telecomm, not just an evolution. 
*
Optical Systems Expenditures (& revenues)
Previsões de 1998
Realizado 2000:
 U$ ~ 9 bilhões
Fonte: 
KMI, 2001; 2003
Pioneer 2002 
U$ 3,5 bi
U$ 9 bi
 Previsões de 2000
 Realizações 2002-3 
 e Novas Previsões
Optical Communications – Economics 
*
Optical Communications – Introdução Geral 
 Hoje os Sistemas Óticos estão estabelecidos como: 
 A única opção para altíssima capacidade (Terabits) nas 	redes longa distancia e metropolitanas tronco; 
 nas Redes de Acesso ainda há muito debate... 
 Altíssima confiabilidade e permanência
 Banda passante maior que qualquer outro meio; 		menor custo por bit // por assinante.
 Permitiram o desenvolvimento mundial da Internet, e 	viabilizaram telecomunicações como uma das maiores 	atividades econômicas do planeta (junto com TI ).
lembrando sempre que, 
 Combinação/composição com outras tecnologias é 	 	sempre necessária ! 
Síntese inicial 
*
Optical Communications – 
 Introdução Geral
evolução histórica; tecnologias 
aspectos mundiais 
 Bases Tecnológicas 		>>> 
componentes ativos e passivos; 
amplificadores e roteadores 
 Redes Óticas de Transporte e Acesso 
redes WDM (tronco e metro)
redes óticas acesso